集団免疫の誤謬

パンデミックの間、そして最近の麻疹の流行を受けて、多くの人がワクチン接種の重要な理由として「集団免疫」の概念を挙げてきました。この漫画は、ワクチン接種に関する議論において、集団免疫の概念が時に単純化されすぎたり、誤って適用されたりする様子を浮き彫りにしています。

集団免疫とは何ですか？

群れと聞くと、おそらく牛やヌー、バッファローなどを思い浮かべるでしょう。動物の世界では、数が多いほど安全です。例えば、捕食者を見張る目が増えるといった具合です。

人間は通常、捕食者について心配する必要はありませんが、群れの保護は他の方法で得ることができます。

集団免疫（人口免疫または地域免疫とも呼ばれる）とは、ある集団または地域において、十分な数の人々が病原体（例えばウイルス）に対する免疫を獲得し、その病原体が容易に広がらなくなる状態を指します。これには、まだその病気にかかっていない人、病気にかかって回復した人、そしてワクチン接種を受けた人が含まれます。

集団免疫の歴史

集団免疫はワクチン接種の概念として始まったものではなく、1800年代の畜産科学から生まれたものである。

集団免疫という用語は、 1894年に畜産局（BIA）局長のダニエル・エルマー・サーモンによって、栄養状態の良い豚の集団の健康状態と疾病抵抗性を説明するために初めて使用されました。この用語の使用は1916年に拡大し、BIAの獣医学者が、牛や羊における「伝染性流産」としても知られるブルセラ症（自然流産の流行）感染後の牛の免疫を説明するためにこの用語を使用しました。

1923年、イギリスの細菌学者たちは、ヒト集団における疾病伝播のパターンをより深く理解するための取り組みの一環として、マウスを用いた伝染病実験でこの概念を使い始めた。感受性のあるマウスが継続的に流入しない限り（これは重要な点である）、免疫を持つ個体の増加によって伝染病は終息する。1923年の『Journal of Hygiene』誌の記事で、トプリーとGSウィルソンはこの現象を「集団免疫」と表現した。

この考え方は医学分野にも広がり、1920年代後半には、特にイギリスの科学者の間で広く受け入れられるようになった。彼らはこの考え方を用いて、ジフテリア、猩紅熱、インフルエンザなどの病気に対する集団レベルの免疫の蓄積を説明していた。1922年、トプリーは、ネズミと子供の間での感染症の発生に類似点があることを示唆した。

「学齢期の子供たちに影響を与える伝染病の場合にも、同様の類似性が見られるように思われる。」彼はまた、「家畜の伝染病対策ですでに用いられている措置、つまり人間集団の場合よりも隔離方法がはるかに容易に実施できる措置」が、伝染病流行時の学校閉鎖に関する決定に役立つのではないかとも考えた。

1924年のランセット誌の記事で、ダドリーは「集団免疫」を人間に適用した。1929年の記事「寄生環境への人間の適応」の中で、彼は次のように書いている。

「次に、共同体、あるいは群れについて考えてみましょう。国家は都市部と農村部の群れに分けられるかもしれません。あるいは、海岸沿いに住む群れと船乗りの群れを対比させたり、病院に住む群れと精神病院に住む群れを比較したりすることもできます。」

「集団免疫」という概念は1930年代までに疫学の定番となったが、初期の研究者たちは明確な定義にたどり着くことはなかった。 

集団免疫は、1950年代から1960年代にかけて、新たなワクチンが公衆衛生政策にとって重要な課題を提起したことで、改めて注目を集めるようになった。その概念は、単に自然免疫を説明するものから、ワクチン接種によって積極的に集団の保護を実現するものへと変化した。その後、集団予防接種、疾病根絶に関する議論、そしてワクチン接種の費用対効果分析などが相まって、「集団免疫」という用語がより広く用いられるようになった。

集団免疫獲得の見通し

集団免疫は、ワクチン接種と微生物への感染（自然免疫）の両方によって獲得されることが多い。自然免疫とワクチン免疫の両方とも、体内で特定の病原体を認識する抗体や免疫細胞が作られる。これにより、体は次に同じ病原体に遭遇した際に、より容易に撃退することができる。集団免疫を獲得するには、通常、多くの人々が免疫を獲得する必要がある。

この図は、すでに感染から回復し自然免疫を獲得した人々を考慮に入れていないため、集団免疫を過度に単純化している。

公衆衛生に関する議論では、ワクチン接種がしばしば重視される。なぜなら、ワクチン接種は、多数の人々が同時に病気になる必要なく免疫力を高めることができるからである。

ワクチン推進派は、ワクチン接種がなければ、感染によって免疫がより徐々に獲得され、感染が継続し、結果として疾病や合併症の発生率が高くなる可能性があると考えている。そのため、集団免疫の概念は、単純な視覚モデルが示唆するよりも複雑であり、発症時期、人口動態、そして疾病自体の特性に依存する。

集団免疫は永続的なものではないという点も認識しておくことが重要です。グローバルに繋がった世界では、世界中のどこかで病気が完全に消滅しない限り、再び感染が拡大する可能性があります。これは、免疫を持たない人々が、免疫の弱い集団と接触する旅行や移住によって起こり得ます。

したがって、集団免疫は閉鎖系においてのみ機能します。残念ながら、私たちは閉鎖系の中で生活しているわけではありません。免疫を持たない新生児が生まれ、母親の免疫が薄れると感染しやすい人々の集団に加わり、さらに地域外から人々が訪れて病気を持ち込む可能性があるため、感染症の発生は避けられません。

集団免疫獲得における課題

集団免疫は、すべての感染症で実現できるわけではありません。集団免疫の概念は、麻疹などの一部の疾患には有効かもしれません。1933年には、地域の子どもの約68%がすでに感染していれば、麻疹の流行を防ぐことができると指摘されました。現在の推定では、麻疹に対する効果的な防御を実現するには、人口の約94%が免疫を持つ必要があるとされています。つまり、麻疹ウイルスの蔓延を阻止するには、人口100人中94人が免疫を持つ必要があるということです。これには、麻疹から回復した人や、麻疹ワクチンを2回接種した人も含まれます。

しかし、この概念を新型コロナウイルス感染症のような病気に適用するのは難しい。 

特定の疾病において集団免疫が実現不可能な理由としては、以下のようなものが挙げられます。

• 病原体は頻繁に変化（変異）するこれは、あるバージョンのウイルスに対する免疫を獲得しても、新しい変異株から身を守ることはできない可能性があることを意味します。また、インフルエンザのように、病原体の複数の異なるバージョンが同時に流行することもあります。集団免疫自体は、 進化圧力 病原体に影響を与え、 ウイルスの進化 集団免疫を回避し、これまで免疫を持っていた個体にも感染できる、いわゆるエスケープ変異株と呼ばれる新たな株の発生を促進することによって。
• 病原体に対する免疫は十分な期間持続しない感染拡大を防ぐには、免疫が長期間持続する必要があります。例えば、一部のウイルスに対する感染とワクチン接種による免疫は、わずか数ヶ月しか持続しません。ワクチン接種を受けた人の中には、長期的な免疫を獲得できない人もいます。通常、これでは集団免疫を達成するには十分な期間ではありません。
• 症状が出ていない場合でも、病原体は拡散する可能性があります。微生物は、感染していることに気づいていない人ほど容易に拡散します。そのため、ワクチン接種なしでは集団免疫を獲得する可能性は著しく低くなります。
• この病原体は自然界に存在する。集団免疫は、人から人へと感染する病気にのみ有効です。一部の病原体は土壌や水中に自然に生息しています（ 破傷風 細菌または 感染性真菌ワクチンはこれらの感染症の一部から個人を守ることはできますが、集団免疫を達成することはできません。

インフルエンザ、RSウイルス、SARS-CoV-2はいずれも、変異が頻繁すぎる、無症状で感染が広がる、免疫の持続期間が短い（あるいはこれらの組み合わせ）といった理由から、集団免疫を獲得することが難しいウイルスです。一方、破傷風ワクチンは効果が長く持続します。しかし、破傷風菌は人だけでなく環境中にも生息しているため、集団免疫を獲得することはできません。

新型コロナウイルス感染症に対する集団免疫の神話

新型コロナウイルス感染症のパンデミック発生時、科学者たちは当初、SARS-CoV-2を根絶するためには、人口の60～80％がワクチン接種または自然獲得免疫によってSARS-CoV-19に対する抵抗力を獲得する必要があると推定していた。

アンソニー・ファウチ博士は、集団免疫を潜在的な最終目標として頻繁に議論し、当初はSARS-CoV-2の感染拡大を遅らせるためには、人口のかなりの割合（75～80％）が免疫を獲得する必要があると示唆していた。より広範な公衆衛生に関するメッセージにおいても、集団免疫は、ワクチン接種率の向上を目的とした政策（義務化を含む）の根拠の一部としてしばしば引用された。

「仮に人口の75％、80％がワクチン接種を受けたとしましょう」とファウチ氏は述べた。「もしそれが実現し、2021年の第2四半期に十分な効率で実施できれば、夏の終わり、つまり第3四半期までには、社会を守るのに十分な集団免疫が実際に獲得できるかもしれません。そして2021年末には、以前に近い、ある程度の正常な状態に近づくことができるでしょう。」

しかし、ワクチンが集団免疫を獲得するためには、ウイルス感染を防ぐだけでなく、病気の発症を予防し、集団における病原体の蔓延を大幅に抑制する必要があります。感染と病原体の伝播の両方を防ぐ効果のないワクチンは、集団免疫を付与することはできません。

『ワクチン』の教科書（プロトキン著、2013年第6版）には次のように説明されています。もしワクチンが病気に対する防御効果のみを持ち、感染に対する防御効果が全くない場合、地域社会における感染伝播には何の影響も及ぼさず、間接的な防御効果も得られません（1人がワクチン接種を受けても、地域社会の他の人々には何の影響もありません）。そのようなワクチンによって病気を減らすことは可能かもしれませんが、感染を根絶することはできません。

言い換えれば、病原体への感染を防げないワクチンは、集団免疫を付与することは決してできない。 

2021年初頭に「突破感染例」が報告されるにつれ、新型コロナウイルスワクチンがSARS-CoV-2感染を予防していないことが明らかになった。2021年4月30日時点で、米国の46の州と準州から合計10,262件のSARS-CoV-2ワクチン「突破感染」が報告されていた。2021年5月1日から、CDCは報告されたすべての新型コロナウイルスワクチン突破感染を監視することから、入院または死亡した患者における感染のみを調査する方向に移行した。

もう一つの分かりやすい例はニュージーランドです。2020年19月、ニュージーランドはほぼすべての非居住者に対して国境を閉鎖し、新型コロナウイルス感染症の「撲滅」戦略を追求しました。厳格なロックダウンから脱却し、国境制限を緩和するために、当局は後に、各地区保健局管轄区域内の対象人口（12歳以上）の90％がワクチン接種を完了するという目標を設定しました。

2021年11月中旬までに、ニュージーランドでは全国的に初回接種率が約90%、2回目接種率が約80%に達した。その後、段階的な再開が進められ、まずは国民と熟練労働者を優先的に受け入れた後、2022年7月に外国人観光客の受け入れを全面的に再開した。

長期にわたる国境管理と感染者数の少なさから、ニュージーランドでは国境再開前に感染した人口は1%未満でした。そのため、人口の大部分が感染による免疫をほとんど、あるいは全く持っていないという特異な状況が生じ、国境再開時点では、人口レベルでの保護は主にワクチン接種に依存していました。2022年初頭の国境再開後、感染者数は急増し、感染拡大の急速な進行を反映しています。

感染者数の増加は主に、2021年12月下旬に出現し、国境開放に伴い旅行者数が増加したことで優勢となった、感染力の強いオミクロン株によるものでした。この事例は、ワクチン接種率の高い集団であっても、ウイルスの動態や集団免疫の変化が感染パターンに大きな影響を与える可能性があることを示しており、現実世界におけるグローバルなつながりの中で集団免疫を獲得・維持することの難しさを浮き彫りにしています。

mRNA「ワクチン」は集団免疫の獲得を目的として設計されたものではない

モデルナ社のCOVID-19 mRNA注射剤の臨床試験では、感染や伝播の予防ではなく、症状のあるCOVID-19の発症予防が主な評価項目として測定された。

ニューイングランド・ジャーナル・オブ・メディシンに掲載されたファイザー・ビオンテック社製BNT162b2 COVID-19 mRNAワクチンの臨床試験の評価項目も、感染伝播を直接測定するのではなく、主に症状のあるCOVID-19の発症を予防することに重点を置いていた。

ファイザー社の幹部は後に、同社がワクチンを一般に発売する前に、感染拡大（ウイルスを他人に拡散させること）を阻止する効果があるかどうかを試験していなかったことを認めた。

SARS-CoV-2の変異性の高さと、入手可能なmRNAワクチン（ファイザー・ビオンテックのCOVID-19ワクチンやモデルナのCOVID-19ワクチンなど）が感染を完全に予防するのではなく、主に症状の軽減を目的として設計されていることを考えると、従来の意味での集団免疫の獲得はますます困難になってきた。実際には、非常に高いワクチン接種率であっても、特に感染力の強い変異株の出現や時間の経過に伴う免疫力の低下を考慮すると、感染を完全に阻止できるとは限らない。

結論

新型コロナウイルス感染症のパンデミックの間、集団免疫は広く議論されたが、しばしば誤解された。免疫力の低下、ウイルスの変異、ワクチン接種率のばらつきといった要因は、集団免疫が固定された閾値ではなく、動的で状況依存的な現象であることを浮き彫りにした。

ワクチン接種による集団免疫の獲得は、ワクチンが標的とする病原体の疾病と感染の両方を抑制できる能力にかかっています。しかし、病気に対する強力な防御効果を持つワクチンであっても、特にSARS-CoV-2のような急速に進化するウイルスの場合、感染や感染拡大を完全に排除できるとは限りません。

非常に効果的な、あるいは「殺菌効果のある」免疫という理想的な仮定の下でも、集団免疫を実際に維持することは、継続的な人口変動（感受性のある個体の誕生）、世界的な人の移動、そして国際旅行の容易さといった要因によって複雑化する。これらの要因はすべて、病原体が地域社会に繰り返し再導入されることを可能にするからである。

その結果、集団免疫は永続的な終着点としてではなく、生物学的要因、人口統計学的要因、および世界的なつながりの要因によって影響を受ける、変化するバランスとして理解する方が適切である。

著者のSubstackからの再掲載